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고속철도차량 관절대차 갱웨이 링의 내구성 평가
Durability Evaluation of Gangway Ring for the Articulated Bogie of High speed Railway Vehicle 원문보기

한국산학기술학회논문지 = Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society, v.20 no.5, 2019년, pp.66 - 72  

강길현 ((주)SR 기술본부)

초록
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동력 집중식 고속 철도차량의 승차감과 주행 안정성 향상 방안으로서 채택한 관절형 대차는 차체와 결합된 기존 독립대차와 달리 객차 사이를 갱웨이 링에 의하여 연결한다. 갱웨이 링은 열차 주행 동안 객차분리를 방지하면서 객차사이 승객 이동에 대한 절대적 안전을 확보되어야 함에도 불구하고, 아직까지 정량적인 내구성 시험기준 설정이 미비하다. 따라서 동력 집중식 고속 철도차량의 승차감과 승객 안전성을 향상을 위해서는 관절형 대차 갱웨이 링에 대한 내구성 평가의 시험기준에 대한 체계적인 연구가 중요하다. 본 연구에서는 고속 철도차량 관절형 대차의 갱웨이 링에 대한 안전성을 검토하기 위하여, 열차 운행조건에 준한 전후, 좌우 및 수직의 3축 모드로부터 7가지 혼합모드 하중조건을 도출하였다. 이 하중조건하에 유한요소해석결과로부터 각 부품들의 안전율은 최소 2.4 이상이다. 또한 변형률-피로수명설계관점에서 내구성 해석을 통하여 피로안전성을 평가하였다. 본 갱웨이 링에 대한 내구성 시험은 혼합모드 하중조건하에 총 4단계의 1,000만 사이클을 수행하였다. 내구성 시험 후에 침투 탐상 검사기법을 이용하여 각 부품의 결함유무를 검토하였다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

To improve ride quality and running stability of high speed train(HST), it is important that connection between coaches adopts the articulated bogies by using a gangway ring, unlike the conventional independent bogies assembled with car bodies. Although the gangway ring should be ensured absolute sa...

주제어

#Articulated Bogie   #Durability   #Gangway Ring   #Running Stability   #Safety Factor  

표/그림 (12)

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 연구는 철도차량 관절대차 갱웨이 링의 안전성을 검토하는 연구 일환으로서, 열차운행조건에 준한 전후 좌우 및 수직의 열차 주행하중을 고려한 7가지 혼합모드 시험조건을 제시하고, 이로부터 내구성 해석과 시험을 통하여 평가하였다.
  • 본 연구는 철도차량 관절대차 갱웨이 링의 안전성을 검토하는 연구의 일환으로서, 열차운행조건에 준하여 전후, 좌우 및 수직방향의 열차 주행하중조건으로부터 7가지 혼합모드 시험조건을 제시하고자 한다. 이 조건하에 변형률-피로수명설계 관점에서 구조해석, 내구성 해석과 시험을 수행하고, 시험 후에 비파괴시험기법인 침투탐상검사를 통하여 결함 유무를 검토하고자 한다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
전후하중이 최대 하중을 발생하는 조건은? 본 갱웨이 링의 작용하중은 차량운행조건에 따라 전후하중, 수직하중 및 좌우하중으로부터 구분된다. 먼저 전후하중(longitudinal load, Fx )은 열차 진행시 최대 가속과 감속조건에서 최대하중을 발생한다. 본 열차는 10량 1편성 기준이며, 동력차량은 선두와 후미에 각각 1대가 위치한다.
동력집중식 고속철도차량의 승차감과 승객안정성 향상을 위해 갱웨이 링에 대한 내구성평가의 시험기준이 중요한 이유는? 이 조립구성품을 본 논문에서는 갱웨이 링이라 한다. 갱웨이 링은 열차주행동안 객차분리를 방지하면서 객차사이 승객이동에 대한 절대적 안전을 확보되어야 함에도 불구하고 아직까지 정량적인 내구성 시험기준 설정이 미비하며 기존 KTX 차체해석시의 기술자료를 참고하고 있다[3-5]. 또한, 국내 이에 대한 시험평가 기준은 철도차량 기술기준에 준한 차체의 구조시험 동안 갱웨이 링을 함께 부착하여 평가하는 수준이다[6].
갱웨이 링이란 무엇인가? 본 갱웨이 링은 Fig. 1과 같이 관절대차틀(bogie frame) 위에 객차 사이를 연결하는 조립구성품이다. 이의 주요 부품은 Fig.
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참고문헌 (12)

  1. EN 12663-1, Railway applications - Structural requirements of railway vehicle bodies - Part 1: Locomotives and passenger rolling stock (and alternative method for freight wagons), CEN, 2010. DOI: https://doi.org/10.3403/BSEN12663 

  2. EN 13749, Railway applications - Wheelsets and bogies - Method of specifying the structural requirements of bogie frames, CEN, 2011. 

  3. Korea TGV Consortium, Validation Programme Static Test - Bodyshell, Internal Report IE95-00613, pp.25-30, 1995. 

  4. Korea TGV Consortium, Structural Calculations of Korean TGV Bodyshell Data Input, Internal Report IE96-006201, p.8, 1996. 

  5. Korea TGV Consortium, Qualification Test Procedure of Bodyshell of Trailers T1 and T18 Type Test TRA02, Internal Report IE96-00480, pp.7-17, 1996. 

  6. KRRI, Test Result of Bodyshell Load Tests for KTX-II High Speed Train of 90 cars, Oct. 2009. 

  7. Chul-Su Kim, "Fatigue Analysis of the Welded Bogie Frame for Rolling Stock Considering Dynamic Effects", Journal of the Korean Society of Mechanical Technology, Vol.19, No.1, pp.101-103, 2017. DOI: https://doi.org/10.17958/ksmt.19.1.201702.100 

  8. Ahn Seung-Ho, Kwang-Woo Chung, Jang Seung-Ho and Kim Chul-Soo, "Durability Evaluation of the Korean Gauge - Adjustable Wheelset System", Journal of the Academia-Industrial Society , Vol.13 No.12, pp.5669-5675, 2012. DOI: http://dx.doi.org/10.5762/KAIS.2012.13.12.5669 

  9. Miner, M. A., "Cumulative damage in fatigue", Journal of Applied Mechanics, Vol. 12, pp.A159-A164, 1945 

  10. Gil-Hyun Kang, Latest High-speed Railway Engineering reflecting TSI and EN, p.370-477, Samsung DMS & Printing, 2014. 

  11. Simon D. Iwnicki, A Handbook of Railway Vehicle Dynamics, CRC Press, p. 241-243, 2016. DOI: http://dx.doi.org/10.1201/9781420004892.ch1 

  12. Cantone L., Durand T., "Longitudinal Forces Evaluation of SNCF Trains", WCRR, pp.7-8, 2011. Available from: http://www.railway-research.org/IMG/pdf/c3_durand_thierry.pdf 

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